HC-05 Bluetooth-module

Wat het is

De HC-05 is de eenvoudigste manier om een robot draadloos te maken. Het is een Bluetooth-module die voor de microcontroller werkt als een gewone bedraade seriële kabel: je microcontroller leest en schrijft bytes op de TX/RX-pins precies zoals via USB, maar het andere uiteinde is een telefoon of laptop die via Bluetooth is gekoppeld. Stuur een F vanuit een telefoonapp en je robot rijdt vooruit, zonder Wi-Fi, netwerk of accounts.

Hoe het werkt

De HC-05 implementeert het Bluetooth Serial Port Profile (SPP). Na het koppelen verschijnt alles wat de module draadloos ontvangt op de TX-pin, en alles wat je naar de RX-pin stuurt, gaat draadloos naar het gekoppelde apparaat. Je code gebruikt alleen de seriële poort, Serial.read() / Serial.print(), en de draadloze verbinding is onzichtbaar. Configuratie, zoals naam, baud en master-/slave-rol, gebeurt met AT-opdrachten in een afzonderlijke opdrachtmodus, maar voor de meeste robots werken de standaardwaarden meteen.

Wanneer je hem gebruikt

Kies een HC-05 wanneer je een robot zonder kabel wilt besturen of bewaken:

• Robots die met een telefoon worden bestuurd — een Bluetooth-app stuurt bewegingscommando’s die de robot via serial leest en omzet in motorbesturing.
• Realtime telemetrie — stuur sensorwaarden of odometrie tijdens het rijden terug naar een laptop.
• Draadloos afstellen — pas parameters onderweg aan in plaats van telkens opnieuw te programmeren.

Gebruikt je robot al een ESP32, dan heb je geen HC-05 nodig; de ESP32 heeft Bluetooth en Wi-Fi ingebouwd. De HC-05 is de uitbreiding die een Arduino Uno dezelfde draadloze mogelijkheid geeft.

Bedrading en valkuilen

• Kruis de seriële lijnen: TX van de module naar RX van het bord en RX van de module naar TX van het bord. Omgekeerd bedraden is de meest voorkomende oorzaak van “verbinding werkt niet”.
• Verlaag het RX-signaal naar 3,3 V met een spanningsdeler als het bord op 5 V werkt, zoals de Uno.
• Maak de hardware-serialpoort vrij tijdens het uploaden of gebruik twee andere software-serialpinnen; de module en de USB-programmer kunnen de enige hardware-UART van de Uno niet delen.
• Koppel eerst met PIN-code 1234/0000; de ingebouwde led toont de verbindingsstatus.

Pindindeling

De STATE-pin verdient meer aandacht dan hij krijgt. Een robot die hem uitleest, weet wanneer de telefoon buiten bereik is. Dat is het verschil tussen veilig stoppen en tegen een muur rijden terwijl je wacht op een commando dat nooit komt.

Aansluiten op een Arduino

De twee fouten hier verklaren de meeste meldingen van “de module verbindt niet”.

Kruis de seriële lijnen

TX zendt, RX ontvangt. Als twee apparaten allebei op de verbonden draad praten, bereiken ze niets: de communicatie mislukt zonder foutmelding, terwijl de module prima koppelt en de led onafgebroken blijft branden. TX van de module gaat naar RX van het bord. RX van de module gaat naar TX van het bord.

Verlaag het RX-signaal

RXD is een 3,3V-ingang en een Arduino Uno stuurt 5 V. Gebruik daarvoor een spanningsdeler met twee weerstanden:

Arduino TX ──── 1 kΩ ──┬── HC-05 RXD
                        │
                      2 kΩ
                        │
                       GND

TXD heeft in de andere richting geen spanningsdeler nodig; de 3,3V-uitgang van de module haalt de 3,0V-drempel voor logisch hoog van de Uno.

Gebruik pin 0 en 1 niet

De Uno heeft één hardware-UART en de USB-programmer heeft die al in gebruik. Sluit je de module daar aan, dan mislukken uploads zolang hij verbonden is, gaat de uitvoer van de seriële monitor naar de module en wordt debuggen onmogelijk. Gebruik twee andere pinnen voor SoftwareSerial.

Minimaal werkende code

#include <SoftwareSerial.h>

SoftwareSerial bt(10, 11);      // RX (from module TX), TX (to module RX)
const int STATE_PIN = 8;

void setup() {
  Serial.begin(115200);         // USB, for debugging
  bt.begin(9600);               // HC-05 default in data mode
  pinMode(STATE_PIN, INPUT);
}

void loop() {
  // Lose the link, stop the robot. Do this before reading commands.
  if (digitalRead(STATE_PIN) == LOW) { stopMotors(); }

  if (bt.available()) {
    char c = bt.read();
    switch (c) {
      case 'F': driveForward();  break;
      case 'B': driveBackward(); break;
      case 'L': turnLeft();      break;
      case 'R': turnRight();     break;
      case 'S': stopMotors();    break;
    }
    Serial.print("cmd: "); Serial.println(c);   // echo to USB for debugging
  }
}

De verbindingscontrole bovenaan de lus is het onderdeel dat de meeste tutorials weglaten, en juist het onderdeel dat voorkomt dat de robot op hol slaat. Het Bluetooth-bereik is ongeveer 10 m en muren beperken het sterk; een robot die zijn laatste commando blijft uitvoeren nadat de verbinding is verbroken, rijdt door tot hij ergens tegenaan komt.

AT-opdrachtmodus

De naam, baudrate of PIN-code van de module wijzigen vereist de AT-modus, en daarvoor geldt een specifieke volgorde die uit de module zelf niet blijkt.

1. Schakel de module uit.
2. Houd EN hoog of houd de kleine knop ingedrukt als je bord die heeft.
3. Schakel hem in terwijl je EN vasthoudt.
4. De led knippert nu langzaam, ongeveer één keer per twee seconden, in plaats van snel.
5. Communiceer op 38400 baud, niet op 9600, en stuur zowel een newlineteken als een carriage return.

AT                    -> OK
AT+NAME=LineBot       -> OK      set the name shown when pairing
AT+PSWD="1234"        -> OK      set the pairing PIN (quotes on newer firmware)
AT+UART=115200,0,0    -> OK      data-mode baud rate
AT+ROLE=0             -> OK      0 = slave (normal), 1 = master
AT+ADDR?              -> +ADDR   the module's own address

Twee valkuilen: AT-modus gebruikt altijd 38400, ongeacht de ingestelde baudrate in datamodus, en de knippersnelheid van de led is de enige betrouwbare aanwijzing dat je in die modus zit. Snel knipperen betekent datamodus; je AT-opdrachten worden dan gewoon draadloos naar het gekoppelde apparaat gestuurd.

HC-05 of HC-06?

Ze zien er identiek uit en worden onderling uitwisselbaar verkocht, maar er is één wezenlijk verschil.

Moet de module alleen een verbinding vanaf een telefoon accepteren, dan volstaat een HC-06. Wil je ooit twee robots met elkaar laten praten, of wil je dat een robot zelf verbinding maakt met een module in plaats van op een verbinding te wachten, dan heb je de masterrol van de HC-05 nodig.

Problemen oplossen

HC-05 of ESP32?

Als je onderdelen kiest in plaats van te gebruiken wat je al hebt, is dit de echte keuze.

De HC-05 is de juiste keuze als je al een Arduino hebt en de kortste route naar een draadloze robot wilt. Hij is werkelijk eenvoudig: een byte in, een byte uit, helemaal geen netwerkconcepten. Voor een nieuw bouwproject waarvoor draadloze communicatie vereist is, doet een ESP32 meer voor minder en is er geen extra hardware nodig. Een robot die zijn eigen besturingspagina aanbiedt, vereist bovendien geen app op andermans telefoon.